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為什麽炭黑具有優異的補強效果,而其他的補強劑卻沒

橡膠填充補強機理,目前主要有兩種,即橡膠在炭黑等填料粒子表面形成結構吸附層和橡膠大分子吸附在炭黑等填料離子表面,產生有滑動作用的補強效果。

除了炭黑外,橡膠工業中還有很多補強填充劑,如陶土、重質碳酸鈣、沈澱白炭黑和氣相白炭黑等。

在上述四種補強劑中(氣相白炭黑和沈澱白炭黑都是二氧化矽,也就是壹種,只是生產工藝不壹樣,所以有些差別),白炭黑和炭黑的補強性能是最好的,都是白炭黑比較貴,所以工業生產的時候,除非是對顏色有要求,壹般都是使用炭黑作為補強填充體系。

至於為什麽白炭黑和炭黑的補強性能好,我個人認為,因為橡膠是有機物,主要由C原子和H原子組成,而炭黑裏面的C和白炭黑裏面的Si,在元素周期表中都是屬於同壹列,他們的原子核外面都是4個電子,就是說,他們在橡膠混煉、硫化過程中,可能能夠參與到裏面發生什麽化學反應,能夠與橡膠分子形成鍵,從而增強橡膠分子之間的結合力,而達到補強的效果。

另外,實驗表明,炭黑粒子越小,補強效果越好,是因為粒徑遠小於交聯點鏈段長度時,才能使橡膠分子充分吸附於炭黑表面。粒徑越小,凝膠生成量越多,補強效果也越大。而陶土、重質碳酸鈣再分散,也達不到那個效果,而且陶土和重質碳酸鈣吸濕性強,易結塊,導致它們的分散更加不均勻,而由於木桶效應,測試硫化膠強度的時候,很重要的壹個指標是測量扯斷強度,如果由於分散不均,某個地方有壹個應力集中點,就會更加容易斷裂。

所以,選擇炭黑的時候有幾個重要的指標:

1、灰分

2、325目篩余物

3、水分

如果要求高的話,對灰分會有更高的要求

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